Bài 6.9 trang 14 SBT Vật Lí 11

Đề bài

Tích điện cho tụ điện C₁, điện dung 20 μF, dưới hiệu điện thế 200 V. Sau đó nối tụ điện C₁ với tụ điện C₂, có điện dung 10 μF, chưa tích điện. Sử dụng định luật bảo toàn điện tích, hãy tính điện tích và hiệu điện thế giữa hai bản của mỗi tụ điện sau khi nối với nhau. 

Lời giải chi tiết

Đặt U = 200 V, C₁ = 20 μF và Q là điện tích của tụ lúc đầu :

\(Q = C_1U = 20.10^{-6}.200 = 4.10^{-3} C\)

Gọi Q₁, Q₂ là điện tích của mỗi tụ, U’ là hiệu điện thế giữa hai bản của chúng (Hình 6.1G). 

Ta có :

\(Q_1 = C_1U’\)

\(Q_2=C_2U’\)

Theo định luật bảo toàn điện tích :

\( Q= Q_1+Q_2\) hay\( Q=(C_1+C_2)U'\)

Với Q = 4.10^-3 C

C₁ + C₂ = 30 μF

Thì hiệu điện thế giữa hai bản của mỗi tụ điện sau khi nối với nhau:

\(\eqalign{
& U' = \dfrac{Q}{C_1 + C_2} = \dfrac{4.{10}^{ - 3}}{30.{10}^{ - 6}} = \dfrac{400}{3}V \approx 133V \cr & {Q_1} = {20.10^{ - 6}}.{\dfrac{400}{3}} \approx {2,67.10^{ - 3}}C \cr& {Q_2} = {10.10^{ - 6}}.{\dfrac{400}{3}} \approx {1,33.10^{ - 3}}C \cr}\)